CN209822473U - 一种高能复合钽电解电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高能复合钽电解电容器，包括两阴极片和绝缘设置在两阴极片之间的阳极钽块，阳极钽块包括圆饼状的钽块本体、设置在钽块本体上端面中心的凹槽，凹槽的面积为上端面面积的0.5％‑50％，凹槽的深度为钽块本体厚度的5％‑40％，阴极片上设置有第一圆孔和多个第二圆孔，第一圆孔设置在阴极片中心且与凹槽同心，多个第二圆孔围绕第一圆孔圆周等间隔布置，第一圆孔与各第二圆孔的总面积为阴极片面积的0.08％‑2.00％。本实用新型有效提高空间利用率、电容量、阴极利用率，并降低ESR值。

Description

一种高能复合钽电解电容器

技术领域

本实用新型涉及一种高能复合钽电解电容器。

背景技术

高能复合钽电解电容器是一种能量密度高、阻抗低、全密封的高性能新型全钽电容器。它用大容量电化学电容器阴极取代电解电容器的阴极，集合了电解电容工作电压高和电化学电容器能量密度高的优点。同时由于其阴极采用固体和液体混合结构，因此，其温度特性与现有的液体钽电容器相比，变化率更低；该产品适用于航空、航天、兵器、卫星、雷达等可靠性要求高的军品电子设备的直流、脉冲及低纹波电路，在能量转换电路、功率脉冲电路中可以发挥电池的作用，能较好的满足各军用整机电源中滤波、备用电源、功率能量转换、延时缓冲、能量缓冲的需求。

为提高高能复合钽电解电容器体积比容量，目前通过采用高比容的钽粉来制备电容器；然而随着钽粉比容的提高，钽粉的粒径越来越小，击穿电压也会随之降低，产品损耗也会随其增加。为了提高体积比容量，许多厂家采用减低形成电压，提高压制密度，降低烧结温度等措施，虽然在一定程度上可以提高产品体积比容，但相应的产品可靠性也随之降低了；如图1所示，现有高能复合钽电解电容器的阳极引出是由嵌在玻璃绝缘子的钽丝引出端和嵌入钽块的钽丝经过焊接组合成的。由于钽的熔点为2996℃，所以在焊接瞬间钽丝局部温度达到2996℃以上，为了避免这么高温度对玻璃体的冲击，所以嵌入玻璃绝缘体的钽丝要有一定的长度。一定长度的钽丝引出端导致了高能高能复合钽电解电容器内部空间使用率较低。

现有的高能复合钽电解电容器由钽金属外壳、固体阴极、绝缘隔层材料、阳极钽芯、电解液、缓冲材料。电容器的电容量C＝1/(1/C_阳+1/C_阴)，其中，C_阳为阳极钽芯的电容量；C_阳为阴极电容。目前采用的固体阴极为二氧化钌镀层，这样能保证C_阴﹥﹥C_阳，所以增加阳极电容量和阴极电容量就可以提高高能复合钽电解电容器的电容量。二氧化钌镀层是由氧化钌基复合电极材料在经过特殊处理的钽箔两面涂覆形成，但是存在二氧化钌阴极面利用率较低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种高能复合钽电解电容器，有效提高空间利用率、电容量、阴极利用率，并降低ESR值。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种高能复合钽电解电容器，包括两阴极片和绝缘设置在两阴极片之间的阳极钽块，阳极钽块包括圆饼状的钽块本体、设置在钽块本体上端面中心的凹槽，凹槽的面积为上端面面积的0.5％-50％，凹槽的深度为钽块本体厚度的5％-40％，阴极片上设置有第一圆孔和多个第二圆孔，第一圆孔设置在阴极片中心且与凹槽同心，多个第二圆孔围绕第一圆孔圆周等间隔布置，第一圆孔与各第二圆孔的总面积为阴极片面积的0.08％-2.00％。

进一步的，所述凹槽的面积为阳极钽块上端面面积的5％-20％。

进一步的，所述凹槽的深度为钽块本体厚度的10％-20％。

进一步的，所述凹槽横截面为圆形。

进一步的，所述第一圆孔直径为2.0mm-6.0mm，所述第二圆孔直径为0.10mm-2.00mm。

进一步的，所述第二圆孔直径为0.10mm-1.00mm。

进一步的，所述第二圆孔的总数量为1-20个。

进一步的，所述第二圆孔的总数量为3-10个。

进一步的，所述阴极片与阳极钽块之间设置有绝缘隔膜。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的阳极钽块本体上端面中心设置有凹槽，凹槽的面积为上端面面积的0.5％-50％，凹槽的深度为钽块本体厚度的5％-40％，在烧结过程中，凹槽可消除阳极钽块收缩时产生的应力，有助于降低高能复合钽电解电容器制作过程的难度，同时凹槽可给后续装配过程中的钽丝引出端让出空间，还可增加钽粉填充量，既有效提高空间利用率，又能够提高高能复合钽电解电容器的电容量；阴极片中心设置有第一圆孔，多个第二圆孔围绕第一圆孔圆周等间隔布置在阴极片上，第一圆孔和第二圆孔可形成电解液的中离子通道，有利于提高阴极利用率，提高高能复合钽电解电容器的阴极面积，进一步提高高能复合钽电解电容器的电容量，降低高能复合钽电解电容器的ESR值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

图1为现有技术中钽电解电容器的结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型阳极钽块的结构示意图。

图4为本实用新型阴极片的结构示意。

其中，1、阳极钽块；11、钽块本体；12、凹槽；2、阴极片；21、第一圆孔；22、第二圆孔；3、绝缘隔膜；4、钽丝；5、钽丝引出端；6、负极引线；7、缓冲层；8、壳体；

具体实施方式

如图2至图4所示，高能复合钽电解电容器包括金属壳体、设置在金属壳体内的阳极钽块1、两阴极片2、两绝缘隔膜3和钽丝4、设置在金属壳体上的钽丝引出端(即正极引线)和负极引线，金属壳体与阳极钽块1之间存在空隙，该空隙内填充有液体电解质，钽丝引出端下端与钽丝一端焊接，钽丝另一端嵌入阳极钽块1内，负极引线与阴极片2连接，阳极钽块1绝缘设置在两阴极片2之间，两绝缘隔膜3分别设置在阳极钽块1上端和下端与两阴极片2之间，缓冲层设置在位于上部的阴极片2上端，阳极钽块1包括圆饼状的钽块本体11、设置在钽块本体11上端面中心的圆形凹槽12，凹槽12的面积为钽块本体11上端面面积的0.5％-50％，优选为5％-20％，凹槽12的深度为钽块本体11厚度的5％-40％，优选为10％-20％，阴极片2上设置有第一圆孔21和多个第二圆孔22，第一圆孔21设置在阴极片2中心且与凹槽12同心，多个第二圆孔22围绕第一圆孔21圆周等间隔布置，钽丝引出端下端向下压使得缓冲层随其穿过第一圆孔21，并使绝缘隔膜3中心向下凹以形成与凹槽12对应的凹槽。第一圆孔21与各第二圆孔22的总面积为阴极片2面积的0.08％-2.00％，第一圆孔21直径为2.0mm-6.0mm，第二圆孔22直径为0.10mm-2.00mm，优选为0.10mm-1.00mm。第二圆孔22的总数量为1-20个，优选为3-10个，在本实施例中，第二圆孔22数量为4个。

表1为选取CAK36-10V-50000μF-CE1规格的复合钽电解电容器分别采用现有技术和按照本实施例进行制备后，从中抽取5只复合钽电解电容器进行参数对比，表2为选取CAK36-100V-1900μF-CE1规格的复合钽电解电容器分别采用现有技术和按照本实施例进行制备后，从中抽取5只复合钽电解电容器进行参数对比，从表1和表2数据可看出，经按照本实施例制备的复合钽电解电容器的电容量参数及ESR值一致优于现有技术，电容量增加了5％—20％，ESR降低10％-40％，有效提高复合钽电解电容器的电性能。

表1

表2

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种高能复合钽电解电容器，其特征在于：包括两阴极片和绝缘设置在两阴极片之间的阳极钽块，阳极钽块包括圆饼状的钽块本体、设置在钽块本体上端面中心的凹槽，凹槽的面积为上端面面积的0.5％-50％，凹槽的深度为钽块本体厚度的5％-40％，阴极片上设置有第一圆孔和多个第二圆孔，第一圆孔设置在阴极片中心且与凹槽同心，多个第二圆孔围绕第一圆孔圆周等间隔布置，第一圆孔与各第二圆孔的总面积为阴极片面积的0.08％-2.00％。

2.根据权利要求1所述的一种高能复合钽电解电容器，其特征在于：所述凹槽的面积为阳极钽块上端面面积的5％-20％。

3.根据权利要求1所述的一种高能复合钽电解电容器，其特征在于：所述凹槽的深度为钽块本体厚度的10％-20％。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种高能复合钽电解电容器，其特征在于：所述凹槽横截面为圆形。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种高能复合钽电解电容器，其特征在于：所述第一圆孔直径为2.0mm-6.0mm，所述第二圆孔直径为0.10mm-2.00mm。

6.根据权利要求5所述的一种高能复合钽电解电容器，其特征在于：所述第二圆孔直径为0.10mm-1.00mm。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种高能复合钽电解电容器，其特征在于：所述第二圆孔的总数量为1-20个。

8.根据权利要求7所述的一种高能复合钽电解电容器，其特征在于：所述第二圆孔的总数量为3-10个。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种高能复合钽电解电容器，其特征在于：所述阴极片与阳极钽块之间设置有绝缘隔膜。